Aula 06 Transcrição[1]

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18/01/2016 
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Metabolismo do RNA: 
Transcrição 
Prof. Dr. Helton Colares 
Iguatu-CE, 
Janeiro de 2016 
Faculdade de Educação, Ciências e Letras de Iguatu – FECLI 
Disciplina: Biologia Molecular 
 
Metabolismo do RNA: Transcrição 
1. Revisão 
 
2. Síntese de RNA 
dependente de DNA 
 
3. Processamento do RNA 
 
4. Síntese de RNA e DNA 
RNA-dependente 
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Características: 
 
1. Local de Produção: Núcleo da Célula 
(Transcrição) 
2. Estrutura: 1 Fita (fita simples) 
3. Nucleotídeo contendo: 
a) Ribose 
b) Bases Nitrogenadas: 
Uracila, Adenina, Guanina e Citosina 
c) Fosfato 
4. Tipos de RNA: 
a) RNAm (Mensageiro) 
b) RNAt (Transportador) 
c) RNAr (Ribossômico) 
RNA (Ácido Ribonucléico) 
DNA mRNA 
Informação que define a 
sequência de aminoácidos 
das proteínas 
tRNA acoplador Transporte 
de 
aminoácidos 
rRNA estrutural ribossomos 
RNA (Ácido Ribonucléico) 
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Os tipos de RNA e suas funções: 
RNA Transportador (RNAt) 
Carreador de aminoácidos 
Forma de um trevo 
RNA Mensageiro (RNAm) 
Transcreve o código genético 
e o leva para o citoplasma. 
RNA Ribossômico (RNAr) 
Parte constituinte dos 
Ribossomos 
RNA (Ácido Ribonucléico) 
Gene 
RNA polimerase 
hnRNA 
mRNA 
Citoplasma 
Transcrição 
Processamento 
Núcleo 
Tradução 
proteína 
Revisão 
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2. Síntese do RNA dependente de 
DNA 
Metabolismo do RNA 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
 Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada 
a partir da informação contida na sequência de 
nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla; 
 
 Processo bastante variável e regulado para atender as 
necessidades fisiológicas da célula; 
 
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Replicação do DNA 
 Direção da síntese: 5'  3' 
 Cromossomo inteiro é copiado 
 DNA polimerase; 
 Requer iniciador; 
 As duas fitas da dupla hélice são 
copiadas. 
 
Transcrição do RNA 
 Direção da síntese:5'  3' 
 Segmentos gênicos são 
copiados; 
 RNA Polimerase; 
 Não requer iniciador; 
 Somente uma fita serve como 
molde em um dado momento. 
Transcrição X Replicação 
Síntese dependente do DNA 
 
• Fita Molde e Não Molde 
 
 Uma das fitas é utilizada como molde para a síntese 
do RNA (fita molde). 
 A outra fita é idêntica à fita de RNA sintetizada (fita 
codificadora ou codificante), com a substituição de 
T por U; 
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Principal enzima envolvida na 
transcrição; 
Realiza a adição de 
ribonucleotídeos utilizando uma 
cadeia de DNA como molde; 
Não necessita de primers. 
 
RNA Polimerase 
RNA Polimerase 
1. Reconhecem e ligam-se em sequências específicas do 
DNA (Promotores); 
2. Desnaturam o DNA na altura dos nucleotídeos que 
serão transcritos; 
3. Mantém as fitas de DNA separadas na região de 
síntese; 
4. Sintetiza o RNA tendo o DNA como molde; 
5. Renatura o DNA imediatamente após a síntese; 
6. Termina a síntese sozinha, ou com ajuda de 
proteínas. 
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RNA polimerase 
 (α2ββ’ω) 5 subunidades básicas e uma subunidades transitória σ 
(Sigma); 
Não possui atividade exonucleásica revisora; 
Possui alta processividade; 
Não é necessário um iniciador; 
 Se liga ao DNA em regiões denominadas de Promotores. 
 
• Requerimentos: 
 
 -Molde de DNA 
 -ATP, GTP, CTP, UTP 
 -Mg2+ 
 -*Promotores 
 
• Síntese: 
 
 
 
 
 
RNA polimerases 
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Transcrição - Etapas 
 Iniciação – ligação do complexo RNA Polimerase ao 
DNA; 
Alongamento – adição de nucleotídeos ao RNA 
crescente; 
Terminação – liberação do RNA e RNA Polimerase. 
 
Estrutura do gene em Procariotos 
+1 
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Ocorre nos promotores: seqüências específicas que 
direcionam a síntese de segmentos adjacentes do DNA 
(genes) 
 
• Reconhecidos pela subunidade σ 
 
• Seqüências consenso: -10 e -35 
 
• Sequências regulatórias; 
 
• Estabelecem níveis de expressão para genes específicos; 
 
 
Iniciação - Promotores 
Promotores Procarióticos 
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• Principal fase de regulação da expressão gênica; 
• Duas etapas: ligação e iniciação. 
Iniciação - Etapas 
1. Ligação: 
 
• Interação entre RNA polimerase 
com promotor formando um 
complexo fechado 
 
• A região entre -10 a +2 ou +3 é 
desenovelada formando um 
complexo aberto 
Iniciação - Etapas 
2. Iniciação: 
 
• Engloba a transcrição inicial e a 
liberação do promotor 
 
• Uma vez que os primeiros 8 ou 9 
nucleotídeos do novo RNA são 
sintetizados, a subunidade σ é 
liberada 
 
• subunidade σ deixando o promotor, 
o alongamento é iniciado 
Proteínas se ligam ao RNA ativando ou reprimindo a ligação com a 
RNA polimerase 
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 Síntese do mRNA propriamente dita; 
 Direção da síntese: 5'  3' 
 Processo unidirecional; 
 Duplex híbrido DNA:RNA 
 Processo Rápido (alta processividade); 
 Mais susceptível a erros; 
 Contudo, não muito graves. 
Alongamento 
A RNA polimerase desliza ao longo da fita molde 
estendendo uma cadeia de RNA crescente no sentido 
5’3’ através da adição de ribonucleotídeos; 
Terminação 
 Liberação do RNA transcrito; 
 Ocorre em sequências de DNA específicas denominadas 
sequências de terminação 
 Pode ocorrer de duas formas: 
 
 
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Terminação 
 Terminação simples: 
 -Região autocomplementar a 15 ou 20 nucleotídeos da 
extremidade; 
 -Formação de uma estrutura em forma de grampo que 
retarda a RNA polimerase e rompe o híbrido DNA/RNA 
provocando a dissociação do RNA. 
 Terminação Dependente de proteína ρ (Rho): 
 -O mecanismo detalhado bem não é conhecido; 
 -Pode ou não haver formação de grampos; 
 -A proteína ρ se liga ao RNA e migra por este até encontrar a 
RAN polimerase parada no sítio de terminação; 
Ao chegar a RNA polimerase a proteína ρ faz com que esta se 
dissocie do DNA e libere o RNA 
Terminação 
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Trancrição em Eucariotos 
Estrutura do promotor de gene em Eucariotos 
-Em geral seus promotores possuem uma sequência consenso TATAA 
próximo ao par de base -30 e uma perto de +1 
RNA Polimerase de Eucariotos 
Tipos de Polimerases Genes transcritos 
RNA polimerase I Genes do pré- rRNA 5.8S, 18S e 28S 
RNA polimerase II Genes de mRNAs 
RNA polimerase III 
 
Genes de tRNAs, rRNA 5S e outros RNAs 
pequenos 
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RNA polimerase II 
• Necessita de vários fatores de transcrição 
• Possui uma fase adicional: montagem, iniciação, 
alongamento e terminação 
Cascata de fatores 
+ RNAP II 
Complexo de iniciação 
Promotor 
Iniciação - Eucariotos 
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• Alongamento, terminação e liberação ainda não 
possuem mecanismos bem definidos; 
 
• Supõem-se que estas etapas ocorram de forma 
semelhante aos procariotos; 
 
• Após a terminação os transcritos necessitam sofrer 
modificações que fazem parte do processamento do 
RNA. 
 
Alongamento e Terminação - 
Eucariotos 
3. Processamento do RNA 
Metabolismo do RNA 
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Processamento 
“a arte de proteger e tornar útil” 
mRNA Proteína 
pré-mRNA mRNA 
DNA 
tradução transcrição 
processamento 
Processamento do RNAm 
• Capping – capacete 5' 
• Polyadenylation - cauda poly A 
• Splicing – excisão de introns 
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Processamento do RNAm 
Capping – cap 5‘ 
 
• O que é: 
– adição de grupo metilguanosina 
• Local: 
– primeiro nucleotídeo 5' 
• Funções: 
– proteção– facilitar transporte e splicing 
 
 
Processamento do RNAm 
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• Polyadenylation - cauda poly A 
• O que é: 
– adição de aprox 200 nucleotídeos de Adenina 
• Local: 
– na extremidade 3' 
• Funções: 
– facilitar transporte e tradução 
– Estabilizar 
– Proteger 
• Quando: 
– após terminação 
Processamento do RNA 
Estrutura protegida 
Processamento do RNAm 
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• Tornar útil: 
- Exons 
 porção codificadora presente no mRNA maduro 
- Introns 
 porção não codificadora não presente no mRNA maduro 
 
Processamento do RNAm 
Splicing 
• O que é: 
– retirada de introns, fusão de exons 
• Função: 
– tornar o mRNA funcional 
• Quando: 
– logo após a inserção do cap e poli A 
Processamento do RNA 
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Processamento do RNA 
Processamento do RNAm 
Introns Processados: 
Ribonucleossomo (enzimas + RNAs 
especiais; 
 
Introns auto-processantes: 
Ribozimas (RNAs com atividades 
catalíticas); 
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Transporte de mRNAs para o citosol 
 O transporte seletivo está associado ao processamento 
correto do RNA 
 O complexo do poro nuclear reconhece e transporta apenas 
mRNAs completos 
 
Processamento do precursor do 
tRNA 
tRNA maduro 
Modificação 
das bases Processamento 
Retirada de Bases das extremidades; 
Corte (somente em alguns casos); 
Adição da sequência terminal (CCA); 
Modificações covalentes: metilação e desaminações. 
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Processamento do precursor do rRNA 
Corte e Separação; 
Remoção dos introns. 
Processamento do precursor do rRNA 
Metilação das 
bases 
Clivagem 
RNAs maduros 
RNA precursor 
30S 
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4. Síntede de RNA e DNA RNA-
dependente 
Metabolismo do RNA 
Dogma Central da Biologia Molecular 
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Transcriptase Reversa